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什么是全聚焦？帶你了解真正的全聚焦探傷儀！
全聚焦全解析-01-什么是全聚焦？
全聚焦的歷史可以追溯到2004年，話說當(dāng)年的11月份，C Holmes, B Drinkwater以及P Wilcox等人發(fā)表了一篇論文，題目叫“The post-processing of ultrasonic array data using the total focusing method”，翻譯成中文就是”使用全聚焦方法對超聲陣列數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理“。這也是全聚焦的說法出現(xiàn)在公眾視野，但當(dāng)時大部分人還只是把它當(dāng)作是高校的一個研究方向未加重視。
回憶一下2004年的國內(nèi)檢測設(shè)備，當(dāng)時的普通相控陣檢測技術(shù)也才剛剛起步，對普通相控陣的檢測原理、方法和數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場應(yīng)用都還處于摸索階段。自然還無暇顧及這種剛出來的全新數(shù)據(jù)處理方法。
我們來看一下這篇文章里都講了些什么，也許能夠更好地幫助大家了解全聚焦技術(shù)的歷史。
首先這篇文章提到了實驗使用了一種后處理算法Total Focusing Method（TFM），即全聚焦方法，該方法將視圖顯示的每一個點都做了聚焦處理，細(xì)心的童鞋有沒有注意到一個細(xì)節(jié)，我們經(jīng)常提到的全聚焦方法，其實是一種數(shù)據(jù)處理方法，而不是數(shù)據(jù)采集方法，那數(shù)據(jù)采集方法是什么涅？聽我后面再慢慢道來。
這篇文章還比較了全聚焦方法和超聲相控陣方法的差異，指出超聲相控陣方法是對晶片的激發(fā)和接收端都做時間延遲，以得到聲束的偏轉(zhuǎn)或者聚焦，進(jìn)而可以形成實時的顯示圖像，因而被用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的動態(tài)物體的超聲檢測（比如心臟跳動）。而在無損檢測領(lǐng)域，檢測對象通常是靜態(tài)的，因而可通過數(shù)據(jù)離線處理的方式得到全聚焦的圖像。
從這里我們可以理解為TFM全聚焦技術(shù)*應(yīng)用是在無損檢測領(lǐng)域，而不是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這也打破了此前超聲檢測技術(shù)一直是先醫(yī)學(xué)后工業(yè)的老傳統(tǒng)，這是值得我們工業(yè)檢測人為之驕傲的地方。但當(dāng)時的作者可能也沒有想到在16年后的今天，全聚焦技術(shù)已經(jīng)可以做到實時顯示了，那這種技術(shù)是否在未來的醫(yī)療領(lǐng)域也被應(yīng)用呢？我們不得而知，未來可期！
前面提到全聚焦指的是數(shù)據(jù)處理方法，該文章還提到它的數(shù)據(jù)采集方法是Full Matrix Capture（FMC）即全矩陣采集。使用FMC方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它使得采集到的任何一個數(shù)據(jù)可以進(jìn)行重新創(chuàng)建和存儲，并可以用于任何一個數(shù)據(jù)處理算法。同時這種數(shù)據(jù)采集方法是一般的單晶探頭無法實現(xiàn)的。
使用FMC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，之后再使用TFM算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以使得顯示區(qū)域的每個數(shù)據(jù)點都聚焦，這也使得TFM算法成為陣列數(shù)據(jù)處理的金標(biāo)準(zhǔn)（注：該文引用的TFM處理算法出自Karaman等人1995年的一篇文章中），由此可知2004年的這篇文章將TFM運用于無損檢測行業(yè)的，而TFM算法早在90年代就已有之。
文章里還直觀地將幾種數(shù)據(jù)接收延遲處理類型做了個比較，下面是直觀的示意圖。
圖a顯示的是多個晶片接收延遲一致的時候，多晶片回波合成以后得到的是未聚焦的0度聲束。
圖b顯示的是接收延遲做了聚焦算法處理，回波合成以后得到的是聚焦的0度聲束。
圖c顯示的是接收延遲做了角度偏轉(zhuǎn)算法處理，回波合成以后得到的是未聚焦的角度偏轉(zhuǎn)聲束。
圖d顯示的是接收延遲做了角度偏轉(zhuǎn)+聚焦算法處理，回波合成以后得到的是角度偏轉(zhuǎn)+聚焦的聲束，而且圖像中的每個像素點都按照此種數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行處理，得到的就是全體積內(nèi)的聚焦圖像，所以此種算法才被叫做TFM全聚焦方法。
OmniScan X3探傷儀是一款功能齊備的相控陣工具箱。其*創(chuàng)新的全聚焦方式（TFM）可以提供*的圖像，從而有助于檢測人員充滿信心地識別缺陷；其性能強(qiáng)大的軟件功能和便捷的工作流程有助于檢測人員迅速地投入到工作中。
OmniScan X3不僅僅是OmniScan MX2的升級版儀器，它實際上是一款功能齊備的相控陣工具箱。得益于儀器的高級成像和分析能力，被測材料中的缺陷更加難以遁形。
更新?lián)Q代檢測設(shè)備，改用OmniScan X3探傷儀的5個原因
01
眼見為實
全聚焦方式（TFM）圖像具有很高的清晰度，可使用戶在檢測過程中大受裨益。OmniScan X3探傷儀的高級全聚焦方式（TFM）處理工具包括一個可以消除回波和偽影的實時包絡(luò)功能，從而增強(qiáng)了探測到難以發(fā)現(xiàn)的微小缺陷的性能，如：細(xì)小的高溫氫致（HTHA）缺陷。一旦看到了圖像，就很難駁斥其中顯示的結(jié)果。
未使用實時包絡(luò)功能：高溫氫致（HTHA）缺陷不太明顯
使用了實時包絡(luò)功能：高溫氫致（HTHA）缺陷明顯可見
02
全角度覆蓋
通過全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)生成的全聚焦方式（TFM）圖像不僅具有很高的分辨率，而且還可以正確反映工件的幾何形狀，從而可使用戶更輕松地了解缺陷在工件中的位置和方向。用戶還可以同時觀察多4種不同傳播模式的全聚焦方式（TFM）圖像，并比較這些圖像。這個功能有助于用戶發(fā)現(xiàn)具有異常方向的缺陷。
03
比較和確認(rèn)
新的高級軟件工具可在檢測之前、之中、之后為用戶提供更多的優(yōu)勢特性：
- 忘記了您的掃查計劃？ 沒有關(guān)系！我們可以在現(xiàn)場使用機(jī)載向?qū)崟r創(chuàng)建一個掃查計劃。聲束模擬器可以使用戶觀察到聲束，其中包括全聚焦方式（TFM）區(qū)域，并在現(xiàn)場根據(jù)需要對聲束進(jìn)行調(diào)整。掃查計劃中包含一個聲學(xué)影響圖（AIM）工具，這個工具所生成的模型會向用戶表明可探測靈敏度所在的區(qū)域，以及掃查覆蓋不到的區(qū)域。
- 在檢測過程中，可以使用“分屏”形式同時顯示多個視圖，從而可使用戶將多4種不同聲波傳播模式的結(jié)果進(jìn)行比較。這個功能有助于驗證和表征所探測到的缺陷類型，并確定放置定量光標(biāo)的確切位置，從而可提高缺陷深度測量的準(zhǔn)確性。
- 在檢測之后，用戶可以使用OmniPC軟件對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如今，OmniPC軟件為用戶提供了在屏幕上同時顯示兩個不同的檢測文件并將文件進(jìn)行比較的選項。如果想要將焊縫每一側(cè)的視圖并排放在一起進(jìn)行觀察，或者需要對比在不同檢測時間采集的視圖而跟蹤缺陷的發(fā)展情況，則這個功能可以大顯身手。
04
滿足用戶對速度的需求
多組顯示、較大的文件容量、800%的高波幅范圍以及簡化的菜單結(jié)構(gòu)，都有助于加速檢測進(jìn)程，而且加快檢測進(jìn)程的功能還不只這些。此外，得益于包括全聚焦方式（TFM）圖像在內(nèi)的一些高級、靈活的數(shù)據(jù)解讀工具，還可以更快地完成分析操作。
05
大大地縮短了設(shè)置時間
擁有了可以更方便、更有效地配置儀器的多個功能，用戶可以立即投入到檢測工作中：
- 改進(jìn)的快速校準(zhǔn)：靈敏度、時間校正增益（TCG）
- 同時完成多組配置
- 對保存的設(shè)置進(jìn)行簡化的校準(zhǔn)驗證
- 簡潔的衍射時差（TOFD）菜單去除了一些不必要的步驟